Anatomia și fiziologia sistemului nervos
Structura și funcționarea sistemului nervos central și periferic, reflexul ca unitate funcțională.
BacalaureatAdmitere la Medicină
Organizarea sistemului nervos
Sistemul nervos coordonează activitatea tuturor organelor și asigură legătura dintre organism și mediu. El este organizat în două mari componente:
- Sistemul nervos central (SNC) – format din encefal și măduva spinării, adăpostite și protejate de oasele craniului, respectiv ale coloanei vertebrale.
- Sistemul nervos periferic (SNP) – format din nervi și ganglioni nervoși, care leagă SNC de receptori și de efectori.
Din punct de vedere funcțional, sistemul nervos se împarte în:
- Sistemul nervos somatic (de relație) – controlează activitatea musculaturii striate și relația cu mediul extern; este voluntar.
- Sistemul nervos vegetativ (autonom) – controlează organele interne, glandele și musculatura netedă; este în mare parte involuntar.
Unitatea structurală și funcțională a sistemului nervos este neuronul. Neuronii sunt conectați prin sinapse, locuri specializate de transmitere a influxului nervos de la un neuron la altul.
Măduva spinării – structură și funcții
Măduva spinării este o formațiune cilindrică situată în canalul vertebral, între vertebra C1 și vertebra L1-L2. Este protejată de coloana vertebrală și de meningele spinal (dura mater, arahnoidă, pia mater).
Structura în secțiune transversală:
- Substanța cenușie – în interior, dispusă în formă de H (sau de fluture); conține corpii celulari ai neuronilor. Are coarne anterioare (motorii) și coarne posterioare (senzitive), plus coarne laterale în zona toracală (pentru neuroni vegetativi).
- Substanța albă – în exterior; conține fibre nervoase mielinizate organizate în cordoane (anterior, lateral, posterior), care transmit informația în sus și în jos.
Atenție la confuzie: La măduvă, substanța cenușie este înăuntru, iar substanța albă este în exterior — invers față de scoarța cerebrală.
Funcțiile măduvei spinării:
1. Funcția reflexă – centrul unor reflexe necondiționate (reflexul rotulian, reflexul de flexie etc.). 2. Funcția de conducere – transmite impulsuri nervoase între periferie și encefal prin căile ascendente (senzitive) și descendente (motorii).
Encefalul – structură și funcții
Encefalul este adăpostit în cutia craniană și este acoperit de meninge craniană. Este alcătuit din:
1. Trunchiul cerebral – continuare directă a măduvei; cuprinde bulbul rahidian, puntea lui Varolio și mezencefalul. Conține centrii vitali (respirație, circulație, deglutiție) și nucleii de origine ai majorității nervilor cranieni.
2. Cerebelul – situat posterior față de trunchiul cerebral. Coordonează mișcările voluntare, menține echilibrul și tonusul muscular. Nu inițiază mișcarea, ci o corectează și o face precisă.
3. Diencefalul – cuprinde talamusul (releu senzitiv – toate informațiile senzoriale, cu excepția olfacției, trec prin talamus) și hipotalamusul (centrul de reglare a funcțiilor vegetative: temperatură, foame, sete, somn; controlează hipofiza).
4. Telencefalul (emisferele cerebrale) – partea cea mai dezvoltată la om. Scoarța cerebrală (cortexul) este formată din substanță cenușie și are circumvoluțiuni (girusuri) separate prin șanțuri (sulcusuri). Fiecare emisferă este împărțită în lobi: frontal (mișcări voluntare, personalitate), parietal (sensibilitate generală), temporal (auz, memorie), occipital (vedere).
Cele două emisfere sunt legate prin corpul calos.
Sistemul nervos periferic și sistemul nervos vegetativ
Sistemul nervos periferic cuprinde:
- 12 perechi de nervi cranieni – cu origine în encefal; pot fi senzitivi (I, II, VIII), motori (III, IV, VI, XI, XII) sau micști (V, VII, IX, X). Nervul vag (X) este cel mai important nerv cranian din punct de vedere vegetativ.
- 31 de perechi de nervi spinali – cu origine în măduva spinării; sunt toți micști (au atât componente senzitive, cât și motorii). Fiecare nerv spinal se formează prin unirea rădăcinii anterioare (motorii) cu rădăcina posterioară (senzitive).
Sistemul nervos vegetativ controlează organele interne și funcționează prin două diviziuni antagoniste:
| Caracteristică | Simpatic | Parasimpatic | |---|---|---|| | Origine | toracolombar (T1-L2) | craniosacrată | | Mediator chimic | noradrenalina | acetilcolina | | Efecte generale | mobilizare – „luptă sau fugi": crește frecvența cardiacă, dilată bronhiile, dilată pupila | economisire – „odihnă și digestie": scade frecvența cardiacă, contractă bronhiile, contractă pupila |
Atenție: Simpaticul și parasimpaticul nu sunt opuși buni/răi; ambii sunt necesari și acționează echilibrat. Majoritatea organelor primesc inervație dublă.
Arcul reflex și actul reflex
Reflexul este răspunsul automat, stereotip și specific al organismului la un stimul, realizat cu participarea sistemului nervos.
Arcul reflex reprezintă calea pe care circulă impulsul nervos în cadrul unui reflex. Are cinci componente obligatorii:
1. Receptorul – structura care recepționează stimulul și îl transformă în impuls nervos. 2. Calea aferentă (senzitivă) – fibra nervoasă senzitivă care conduce impulsul de la receptor spre centrul nervos. 3. Centrul nervos – grup de neuroni din SNC unde se procesează informația și se elaborează răspunsul. 4. Calea eferentă (motorie) – fibra nervoasă motorie care conduce impulsul de la centrul nervos spre efector. 5. Efectorul – organul care execută răspunsul (mușchi sau glandă).
Actul reflex este totalitatea proceselor care se desfășoară de la aplicarea stimulului până la realizarea răspunsului. Presupune integrarea mai multor arce reflexe și intervența unor etaje superioare.
Reflexele pot fi: - Neconditionate (înnăscute) – fixe, moștenite genetic (ex.: reflexul rotulian, reflexul de supt). - Conditionate (dobândite) – formate în cursul vieții prin învățare; necesită participarea scoarței cerebrale.
De reținut
- neuron
- celula nervoasă, unitatea structurală și funcțională a sistemului nervos, formată din corp celular, dendrite și axon
- sinapsă
- zona de contact funcțional dintre doi neuroni sau dintre un neuron și un efector, prin care se transmite impulsul nervos chimic sau electric
- substanță cenușie
- componenta SNC formată din corpii celulari ai neuronilor și dendritele acestora; la măduvă este situată central, la cortex – periferic
- substanță albă
- componenta SNC formată din axoni mielinizați; asigură conducerea impulsurilor nervoase
- reflex
- răspuns automat, stereotip și specific al organismului la un stimul, realizat cu participarea obligatorie a sistemului nervos
- arc reflex
- calea anatomică parcursă de impulsul nervos în cadrul unui reflex; are cinci componente: receptor, cale aferentă, centru nervos, cale eferentă, efector
- talamus
- structură a diencefalului care reprezintă principalul releu al informațiilor senzoriale spre scoarța cerebrală
- hipotalamus
- structură a diencefalului care reglează funcțiile vegetative (temperatură, foame, sete) și controlează activitatea hipofizei
- noradrenalină
- mediatorul chimic eliberat la nivelul sinapselor sistemului nervos simpatic
- acetilcolină
- mediatorul chimic eliberat la nivelul sinapselor sistemului nervos parasimpatic și la joncțiunea neuromusculară
Greșeli frecvente
Greșit: Confundarea poziției substanței cenușii și albe
Corect: La măduvă, substanța cenușie este în interior (formă de H), iar cea albă în exterior; la cortexul cerebral este invers – greșeala duce la inversarea structurii în descriere.
Greșit: Se spune că cerebelul inițiază mișcările voluntare
Corect: Greșit; cerebelul coordonează și corectează mișcările voluntare inițiate de cortexul motor; leziunea cerebelului produce ataxie, nu paralizie.
Greșit: Se confundă rădăcina anterioară cu cea posterioară a nervului spinal
Corect: Rădăcina anterioară este motorie, cea posterioară este senzitivă; regula se reține cu „anterior = motor" (ambele cu inițiale A/M dacă se inversează, se pierd punctele la structura nervului spinal).
Greșit: Se atribuie noradrenalina parasimpaticului
Corect: Noradrenalina aparține simpaticului; parasimpaticul folosește acetilcolina – confuzia este frecventă și tăiată constant la grilele de bacalaureat.
Greșit: Se omite una dintre cele cinci componente ale arcului reflex
Corect: Arcul reflex are obligatoriu toate cinci verigi; descrierea cu patru componente (de obicei se uită centrul nervos sau receptorul) este incompletă și nu primește punctaj maxim.
Test — 6 întrebări ca la examen
1. Care dintre următoarele structuri reprezintă unitatea morfofuncțională a sistemului nervos?
- Sinapsa
- Neuronul
- Nervul
- Ganglionul nervos
Vezi răspunsul
Neuronul. Neuronul este unitatea morfofuncțională a sistemului nervos, deoarece este cea mai mică unitate capabilă să primească, să integreze și să transmită influxul nervos. Sinapsa este doar zona de comunicare dintre doi neuroni, nu o unitate de sine stătătoare; nervul este un mănunchi de axoni, iar ganglionul este o grupare de corpi celulari – ambele sunt structuri compuse, nu unități de bază.
2. Celulele gliale de tip Schwann au rolul principal de a:
- Fagocita resturile celulare din SNC
- Forma teaca de mielină în jurul axonilor din SNP
- Produce lichidul cefalorahidian
- Transmite influxul nervos între neuroni
Vezi răspunsul
Forma teaca de mielină în jurul axonilor din SNP. Celulele Schwann formează teaca de mielină în jurul axonilor din sistemul nervos periferic (SNP), asigurând izolarea electrică și accelerând conducerea saltatorie a influxului nervos. Fagocitoza în SNC este realizată de microglie, lichidul cefalorahidian este produs de plexurile coroide, iar transmiterea influxului nervos este funcția specifică neuronilor.
3. Conducerea saltatorie a influxului nervos este posibilă datorită:
- Prezenței dendritelor ramificate
- Nodurilor Ranvier de pe fibrele mielinice
- Sinapselor chimice multiple de pe axon
- Potențialului de repaus menținut constant pe toată lungimea axonului
Vezi răspunsul
Nodurilor Ranvier de pe fibrele mielinice. Nodurile Ranvier sunt zonele lipsite de mielină de pe fibrele nervoase mielinice, unde se produce depolarizarea membranei. Influxul nervos 'sare' de la un nod la altul (conducere saltatorie), ceea ce crește viteza de propagare față de conducerea continuă. Dendritele colectează semnale spre corpul celular, sinapsele sunt joncțiuni interneuronale, iar potențialul de repaus caracterizează fibra în stare de inactivitate.
4. Un pacient prezintă lezarea fasciculelor piramidale. Care dintre următoarele consecințe este de așteptat?
- Pierderea sensibilității tactile fine pe partea ipsilaterală leziunii
- Paralizie motorie spastică pe partea contralaterală leziunii
- Pierderea reflexului miotatic pe aceeași parte cu leziunea
- Abolirea sensibilității dureroase pe partea contralaterală leziunii
Vezi răspunsul
Paralizie motorie spastică pe partea contralaterală leziunii. Căile piramidale (corticospinale) controlează motricitatea voluntară și se încrucișează la nivelul bulbului rahidian, astfel că o leziune a acestora produce paralizie spastică (deoarece frâna corticală dispare, predominând tonusul) pe partea opusă (contralaterală) leziunii. Sensibilitatea tactilă fină este condusă de fasciculele spinotalamice și cordoanele posterioare, reflexul miotatic depinde de arcul reflex medular, iar sensibilitatea dureroasă este transmisă de fasciculele spinotalamice.
5. La nivelul sinapsei chimice, potențialul de acțiune ajuns în butonul terminal determină:
- Deschiderea canalelor de Na⁺ voltaj-dependente din membrana postsinaptică
- Exocitoza neuromediatorului din veziculele presinaptice în fanta sinaptică
- Hiperpolarizarea imediată a membranei presinaptice prin influx de Cl⁻
- Difuzia directă a ionilor de Ca²⁺ prin membrana postsinaptică spre citoplasma neuronului următor
Vezi răspunsul
Exocitoza neuromediatorului din veziculele presinaptice în fanta sinaptică. Potențialul de acțiune ajuns în butonul terminal determină deschiderea canalelor de Ca²⁺ voltaj-dependente presinaptice; influxul de Ca²⁺ declanșează fuziunea veziculelor cu membrana presinaptică și eliberarea neuromediatorului prin exocitoză în fanta sinaptică. Canalele de Na⁺ voltaj-dependente postsinaptice se deschid ulterior, ca răspuns la legarea mediatorului, nu direct la potențialul de acțiune presinaptic; hiperpolarizarea prin Cl⁻ poate apărea postsinaptic în sinapsele inhibitorii, nu presinaptic; Ca²⁺ nu difuzează direct prin membrana postsinaptică.
6. Analizând reflexul conditionat față de reflexul necondiționat, care dintre afirmațiile următoare este corectă?
- Reflexul necondiționat se stinge dacă stimulul nu este repetat periodic, pe când reflexul condiționat este permanent
- Reflexul condiționat se formează în cursul vieții individului și implică obligatoriu scoarța cerebrală, spre deosebire de reflexul necondiționat care se poate realiza și la nivel subcortical
- Ambele tipuri de reflexe sunt înnăscute, diferind doar prin complexitatea arcului reflex
- Reflexul necondiționat necesită un stimul condiționat pentru a fi declanșat, în timp ce reflexul condiționat răspunde la orice stimul nespecific
Vezi răspunsul
Reflexul condiționat se formează în cursul vieții individului și implică obligatoriu scoarța cerebrală, spre deosebire de reflexul necondiționat care se poate realiza și la nivel subcortical. Reflexul condiționat (temporar) se dobândește în cursul vieții prin asocierea repetată a unui stimul indiferent cu unul necondiționat și implică obligatoriu scoarța cerebrală (activitate nervoasă superioară). Reflexul necondiționat este înnăscut și poate fi realizat și la nivel subcortical (medular, trunchiul cerebral). Afirmația A inversează realitatea – reflexul condiționat este cel care se poate stinge. Afirmațiile C și D sunt greșite prin definiție.
Grile de admitere UMF — 5
1. (complement simplu) Neuronii bipolari sunt caracteristici pentru:
- ganglionii spinali ai rădăcinilor dorsale
- mucoasa olfactivă și retina ochiului
- coarnele anterioare ale măduvei spinării
- cortexul cerebral motor
- ganglionii vegetativi parasimpatici
Vezi răspunsul
mucoasa olfactivă și retina ochiului. Neuronii bipolari au un singur axon și o singură dendră, dispuse la polii opuși ai corpului celular. Sunt caracteristici mucoasei olfactive (primul neuron al căii olfactive) și retinei (celulele bipolare interposed între fotoreceptori și celulele ganglionare). Neuronii din ganglionii spinali sunt pseudounipolari, cei din coarnele anterioare și cortexul motor sunt multipolari, iar neuronii vegetativi parasimpatici sunt tot multipolari.
2. (complement simplu) Substanța albă a măduvei spinării este alcătuită predominant din:
- corpuri celulare ale neuronilor motori somatici
- fibre nervoase mielinice dispuse în cordoane
- celule gliale Schwann și pericarioni
- terminații sinaptice ale neuronilor de asociație
- fibre nervoase amielinice ale sistemului vegetativ
Vezi răspunsul
fibre nervoase mielinice dispuse în cordoane. Substanța albă a măduvei spinării conține în principal axoni mielinizați (fibre nervoase mielinice) grupați în cordoane: anterior, lateral și posterior. Mielina conferă aspectul alb-sidefiu. Corpurile neuronale se găsesc în substanța cenușie (coarne anterioare, posterioare, laterale). Celulele Schwann sunt în SNP, nu în SNC. Fibrele vegetative amielinice există, dar nu sunt componenta predominantă a substanței albe.
3. (complement simplu) Potențialul de acțiune al unui neuron se caracterizează prin faptul că:
- respectă legea gradualității, amplitudinea crescând cu intensitatea stimulului
- faza de depolarizare se datorează influxului masiv de ioni de K+ prin canale voltage-dependente
- faza de repolarizare este determinată de deschiderea canalelor de K+ și închiderea canalelor de Na+
- în perioada refractară absolută poate fi generat un nou potențial de acțiune cu un stimul supraliminare
- se propagă decremental, cu diminuarea amplitudinii pe măsura distanței
Vezi răspunsul
faza de repolarizare este determinată de deschiderea canalelor de K+ și închiderea canalelor de Na+. Repolarizarea membranei neuronale se produce prin deschiderea canalelor voltage-dependente de K+ (eflux de K+) concomitent cu inactivarea canalelor de Na+. Potențialul de acțiune respectă legea totul-sau-nimic, nu gradualitatea. Depolarizarea se datorează influxului de Na+, nu K+. În perioada refractară absolută niciun stimul nu poate genera un nou potențial de acțiune. Propagarea este nedecremental (amplitudine constantă).
4. (complement multiplu) Referitor la arcul reflex, sunt corecte afirmațiile:
- calea aferentă este reprezentată de neuronul motor și conduce impulsul de la centru la efector
- în reflexele monosinaptice, neuronul senzitiv face sinapsă direct cu neuronul motor din coarnele anterioare ale măduvei
- centrul nervos al unui reflex spinal se află obligatoriu în substanța albă a măduvei
- calea eferentă conduce impulsul nervos de la receptor la centrul nervos
- sinapsa dintre neuronul motor și fibra musculară este de tip interneuronal
Vezi răspunsul
în reflexele monosinaptice, neuronul senzitiv face sinapsă direct cu neuronul motor din coarnele anterioare ale măduvei, calea eferentă conduce impulsul nervos de la receptor la centrul nervos. Afirmația B este corectă: în reflexele monosinaptice (ex. reflexul miotatic/rotulian), fibra aferentă (neuronul senzitiv pseudounipolar din ganglionul spinal) face sinapsă direct cu neuronul motor alfa din coarnele anterioare, fără interneuroni. Afirmația D este incorectă deoarece calea aferentă merge de la receptor la centru (nu invers). Centrul nervos spinal se află în substanța cenușie (nu albă), deci C este falsă. Calea eferentă merge de la centru la efector (A descrie greșit calea aferentă). Sinapsa neuromusculară se numește joncțiune neuromusculară, nu sinapsă interneuronală. Prin urmare, singura afirmație corectă este B (indice 1).
5. (complement multiplu) Despre sistemul nervos vegetativ parasimpatic sunt adevărate afirmațiile:
- ganglionii parasimpatici sunt situați la distanță mare de organul efector, paravertebral
- neurotransmițătorul eliberat la nivelul sinapselor ganglionare și la organul efector este acetilcolina
- stimularea parasimpatică determină tahicardie și bronhodilataie
- fibrele preganglionare parasimpatice sunt lungi, iar cele postganglionare sunt scurte
- originea parasimpaticului cranian include nucleii nervilor III, VII, IX și X
Vezi răspunsul
neurotransmițătorul eliberat la nivelul sinapselor ganglionare și la organul efector este acetilcolina, fibrele preganglionare parasimpatice sunt lungi, iar cele postganglionare sunt scurte, originea parasimpaticului cranian include nucleii nervilor III, VII, IX și X. Afirmația B este corectă: parasimpaticul utilizează acetilcolina atât la sinapsa ganglionară (receptor nicotinic), cât și la organul efector (receptor muscarinic). Afirmația D este corectă: caracteristic pentru parasimpatic este că fibrele preganglionare sunt lungi (ganglionii sunt situați aproape sau în peretele organului efector), iar fibrele postganglionare sunt scurte — opus simpaticului. Afirmația E este corectă: originea cranială a parasimpaticului include nucleii motori viscerali ai nervilor cranieni III (Edinger-Westphal), VII (lacrimo-muconazal), IX (otic) și X (vag). Afirmația A este falsă (ganglionii parasimpatici sunt intraparietali sau juxta-organici, nu paravertebrali). Afirmația C este falsă (parasimpaticul determină bradicardie și bronhoconstricție).